微窄縫電液束加工技術(shù)研究.pdf

1、電液束加工是利用“陰極化”的電解液射流沖擊加工區(qū)域，使陽(yáng)極金屬發(fā)生電化學(xué)溶解而被去除的加工方法。電液束加工適合加工尺度在0.1 mm～1.0 mm的微凹槽、窄縫等微結(jié)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于航空航天、儀器儀表、微型機(jī)械等領(lǐng)域。論文在總結(jié)微結(jié)構(gòu)加工方法及電液束加工國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，建立了微結(jié)構(gòu)電液束加工裝置，分析了電液束加工中微凹槽和窄縫的流場(chǎng)和電場(chǎng)分布及各加工參數(shù)對(duì)凹槽及窄縫成形質(zhì)量的影響，主要研究工作如下:
　　介紹了電解加工及電

2、液束加工的相關(guān)理論和基本原理，對(duì)電液束加工工件表面液流流動(dòng)狀態(tài)和噴嘴出口速度分布云圖進(jìn)行仿真與分析，發(fā)現(xiàn)到達(dá)工件表面的液流成膜狀快速流動(dòng)，并在某一位置產(chǎn)生水躍現(xiàn)象。噴嘴出口的射流速度的仿真值與實(shí)際測(cè)量值較為相符，最大偏差僅為8.43％。對(duì)加工區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度的仿真結(jié)果顯示，工件表面的電流密度符合高斯分布。
　　建立了整套電液束加工系統(tǒng)，包括運(yùn)動(dòng)控制組件，由精密石英毛細(xì)管和有機(jī)玻璃圓錐收斂型毛細(xì)管夾頭組成的噴嘴，用于導(dǎo)入電解液的陰極噴頭，

3、由質(zhì)量分?jǐn)?shù)20％ NaNO3電解液、耐腐高壓隔膜泵和三級(jí)過(guò)濾網(wǎng)等構(gòu)成的電解液循環(huán)供給系統(tǒng)，以及0～1000 V的可調(diào)高壓直流穩(wěn)壓電源等，設(shè)計(jì)了帶有輔助對(duì)刀電極的干對(duì)刀裝置，測(cè)定了電液束加工的極化曲線(xiàn)，為電液束的加工奠定了試驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　為分析電液束加工的成形規(guī)律，獲得較優(yōu)的加工參數(shù)，研究了射流角度、加工電壓、電解液壓力等對(duì)微凹槽形貌的影響。試驗(yàn)結(jié)果顯示，電液束的較優(yōu)入射角度為90°;微凹槽深度、寬度與加工電壓近似成正比;電解液壓力

4、越大，得到的微凹槽寬度越小，凹槽深度先減小后增大，但低于0.3 MPa時(shí)會(huì)造成電解液在加工區(qū)堆積;掃描速度越大，凹槽深度、寬度越小;掃描次數(shù)越多，凹槽深度、寬度越大，但增幅逐漸減小。較優(yōu)的工藝參數(shù)是電壓300 V～550 V，電解液壓力大于0.3 MPa;電液束加工微凹槽時(shí)實(shí)際加工區(qū)的電流密度分布和各種參數(shù)下加工出的凹槽截面曲線(xiàn)均符合二次曲線(xiàn)，且微凹槽截面形貌的形成主要受電流密度分布的影響。
　　最后開(kāi)展了窄縫加工試驗(yàn)，分析了掃描